EP0270418A1 - Bouchon de retenue des scories et procédé pour sa mise en oeuvre et sa fabrication - Google Patents

Bouchon de retenue des scories et procédé pour sa mise en oeuvre et sa fabrication Download PDF

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EP0270418A1
EP0270418A1 EP87402517A EP87402517A EP0270418A1 EP 0270418 A1 EP0270418 A1 EP 0270418A1 EP 87402517 A EP87402517 A EP 87402517A EP 87402517 A EP87402517 A EP 87402517A EP 0270418 A1 EP0270418 A1 EP 0270418A1
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EP
European Patent Office
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plug
slag
metal
container
liquid metal
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Application number
EP87402517A
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German (de)
English (en)
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EP0270418B1 (fr
Inventor
Jean-Charles Daussan
Gérard Daussan
André Daussan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daussan SAS
Original Assignee
Daussan SAS
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4653—Tapholes; Opening or plugging thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D43/00—Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
    • B22D43/001—Retaining slag during pouring molten metal
    • B22D43/002—Retaining slag during pouring molten metal by using floating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag

Definitions

  • the present invention relates to a slag retaining plug inside a metallurgical container.
  • This plug is intended to close the pouring orifice of the container at the end of the pouring of the liquid metal contained in this container, but before the passage of the slag through this orifice.
  • the invention also relates to a method for the implementation of this plug.
  • a ball made of material denser than liquid metal such as copper is currently used in the case of liquid steel.
  • This ball has a diameter greater than the inside diameter of the pouring orifice.
  • Such a copper ball is expensive and delicate to use since it must not be thrown away too early, which would cause a loss of metal, or too late, which would allow the passage of slag.
  • the use of such a copper ball involves a risk of pollution of the liquid metal by copper.
  • a plug of refractory cement in the form of a funnel is also used, extended by a metal rod serving as a guide for such a plug.
  • This plug is suspended from the curved end in the shape of an open ring of a tool; it is released above the pouring orifice at the moment deemed opportune to close off the pouring orifice.
  • the use of such a stopper is delicate and painful because the operator is forced to stand very close to the metallurgical container, so that it is exposed to very intense heat.
  • the object of the invention is to remedy the drawbacks of known devices and to propose a slag retaining plug, effective, inexpensive and very simple to use, making it possible to plug the pouring orifice of a metallurgical container with the end of the pouring of the liquid metal contained in this container before the passage of the slag, without no risk of metal pollution.
  • this stopper is characterized in that it comprises an outer casing made of a refractory thermal insulating material capable of sintering at the temperature prevailing in the container and composed of refractory inorganic particles embedded in a binder, and a heavy core intended to give the plug a specific mass such that it floats on the liquid metal but by sinking sufficiently into the metal to plug the pouring orifice at the end of the pouring before the passage of the slag.
  • the stopper according to the invention is automatically driven towards the pouring orifice by the currents generated in the liquid metal, so that the use of this stopper does not require any personnel near the metallurgical container.
  • the outer envelope of the stopper according to the invention retains its mechanical cohesion while being slightly malleable for the entire duration of its stay in the liquid metal. Since the specific mass of the material making up this envelope is less than that of liquid metal, this material floats on the surface of the latter. Thanks to the heavy core, it is possible to adjust the depth of immersion of the plug in the liquid metal and to determine the height of liquid metal and slag which will remain at the bottom of the metallurgical vessel when the plug closes the pouring orifice.
  • the envelope consists of two substantially hemispherical hollow half-shells, assembled using a refractory glue.
  • These hollow half-shells can be produced easily by molding and allow the heavy core to be placed easily.
  • the insulating material in which the envelope is made has a composition and a particle size such that its specific mass is between 0.5 and 2.9 kg / dm3. This specific mass is much lower than that of liquid steel. The depth of immersion of the plug in liquid steel can thus be easily adjusted by means of the heavy core.
  • the heavy core is made of metal and has the shape of a cube or a rectangular parallelepiped.
  • the core is preferably placed in the center of the stopper and additional ballasting means are advantageously provided in one of the half-shells to lower the center of gravity of the stopper.
  • the process according to the invention consists in placing in a metallurgical container containing liquid metal a stopper of the aforementioned kind and the lower part of which is immersed in the metal bath below the slag bed.
  • the substantially spherical plug 1 comprises a casing 2 made up of two hollow half-shells 3, 4, assembled using a refractory glue 5, surrounding a heavy core 6, for example made of metal, having the shape of a cube or of a rectangular parallelepiped of square section, and which can be a billet section.
  • the two hollow half-shells 3, 4 are made of a refractory thermal insulating material, composed of refractory inorganic particles, such as silica, and / or alumina, and / or magnesia, ..., and optionally organic and / or mineral fibers, the whole agglomerated using an organic and / or mineral and / or synthetic binder, likely to sinter at the temperature prevailing in the metallurgical vessel.
  • a refractory thermal insulating material composed of refractory inorganic particles, such as silica, and / or alumina, and / or magnesia, ..., and optionally organic and / or mineral fibers, the whole agglomerated using an organic and / or mineral and / or synthetic binder, likely to sinter at the temperature prevailing in the metallurgical vessel.
  • composition of the material and the particle size of the constituents are adjusted so that sintering occurs in the case of steel metallurgy, between 800 ° C and 1500 ° C.
  • the specific mass of this material can vary between 0.5 and 2.9 kg / dm3 depending on the composition and the particle size of its constituents.
  • the diameter of the plug 1 is adapted to the diameter of the pouring orifice of the metallurgical container which must be closed, taking into account possible wear of the refractory lining which surrounds this pouring orifice.
  • the dimensions and the nature of the core 6 are adapted to the diameter and to the composition of the casing 2 so that the specific mass of the plug 1 is such that it floats on the liquid metal while sinking sufficiently into the metal to plug the orifice of the tap hole at the end of the pouring before the slag passes through it.
  • the specific mass of the plug 1 is advantageously between 3 and 6.5 kg / dm3, and is preferably equal to or greater than 3.8 kg / dm3.
  • the core 6 is advantageously made of steel.
  • ballasting means 7 may advantageously consist of sections of metal bars, embedded in the mass of the half-shell 4 or, on the contrary, at least for part of them, welded to the core 6, for example at the underside of the latter so as to exert a maximum return torque.
  • the assembly plane of the two half-shells 3, 4 is thus maintained in all circumstances in a horizontal position.
  • FIGS. 3, 4 and 5 represent a converter 8, comprising, in a known manner, an outer steel casing 9, a refractory lining 10, a taphole 11 opening out inside the refractory lining 10 through a pouring orifice 14.
  • the converter 8 is shown in Figure 3 in the raised position.
  • the converter 8 contains liquid metal 12 ready to be poured and surmounted by a layer of slag 13.
  • a cap 1 for retaining slag 13, according to the invention, has been introduced inside the converter and floats on the metal liquid 12 by partially sinking into the metal.
  • the insulating material situated on the periphery of the two hollow half-spheres 3, 4 begins to sinter. This sintering continues inside the plug 1 as the temperature increases within the plug 1.
  • the upper level 16 of the metal is always maintained clearly above the level of the pouring orifice 14.
  • the plug 1 floats on the liquid metal 12 by sinking slightly into the metal so that the lower part of the shell 4 is below the upper level 16 of the metal.
  • the converter 8 At the end of the pouring of the liquid metal 12, the converter 8 being in the fully tilted position shown in FIG. 5, the upper level 16 of the liquid metal 12 is always located above the level of the pouring orifice 14.
  • the plug 1 partially driven by the metal 12 flowing through the tap hole 11, has permanently remained in position above the pouring orifice 14.
  • the shell 4 At some point, the shell 4, the lower part is above the slag bed 13 obtuere the orifice 14 and stop the flow of metal 12 shortly before the passage of slag 13.
  • the plug 1 It is important to give the plug 1 a specific mass and a diameter appropriate to the geometry of the converter, to that of the pouring orifice and also to the presumed thickness of the layer of slag so that, during the sealing of the pouring orifice 14 through the shell 4, not only no slag can pass, but also that there remains in the converter the quantity of metal 12 just sufficient to ensure automatic capping.
  • the composite structure of the plug 1 provided by the invention makes it easy to respond to such specifications.
  • a spherical plug 1 with a diameter equal to 235 mm containing a steel core 6 in the form of a rectangular parallelepiped 160 mm high and with a square section of 130 mm side, mass 19.5 kg, the two hemispherical half-shells 3, 4 being produced by press or by accelerated filtration by pressure or by vacuum using a material as described above.
  • specific mass of approximately 1.6 kg / dm3, i.e.
  • the stopper thus produced has a mass of 26.5 kg for a total volume of 6.8 dm3, or a specific mass of approximately 3.8 kg / dm3.
  • the use of the plug according to the invention is particularly convenient. Indeed, it is enough to throw it into the metallurgical container and it then does not require any metallurgical container and it then does not require any monitoring therefore no permanent presence of personnel near the metallurgical container exposed to intense and painful heat.
  • the material of the stopper has a certain sintering rate. It therefore sintered from its surface and therefore became refractory on the surface, but not at its core. After use, the stopper disintegrates and therefore does not interfere with subsequent operations.
  • the use of the plug according to the invention is not limited to the example described.
  • Such a plug can obviously be used in metallurgical vessels other than converters such as ladles and continuous casting distributors.
  • Such a plug can also be used in the metallurgy of metals other than steel, such as aluminum, copper and their alloys, the specific mass of the plug being in this case adapted to that of the liquid metal considered, and the composition of the insulating material of the envelope and the nature of the constituents being adapted so that the sintering takes place at a temperature substantially lower than the temperatures prevailing inside the metallurgical vessels concerned.
  • the shape and composition of the core 6 and additional ballasting means 7 can be modified without departing from the scope of the present invention.
  • the core 6 can be offset relative to the center of the plug, which eliminates the need for additional ballasting means 7.
  • the shells 3 and 4 can also have different shapes and / or uneven volumes.
  • the manufacturing process by accelerated filtration allows, if desired, to manufacture the plug in one piece while incorporating the ballast mass inside the mold beforehand.
  • the method of manufacturing by accelerated filtration of the sludge to constitute the plug also makes it possible to manufacture with a substantially central recess by incorporating therein a product of the "hard wax” type used in foundry, or using a polystyrene element, by example on which liquid steel will be cast in the steelworks in order to ballast on the spot and inexpensively said plug.

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Abstract

Le bouchon (1) est destiné à boucher automatiquement l'orifice (14) du trou de coulée (11) d'un récipient métallurgique (8) à la fin de la coulée du métal liquide (12) avant le passage des scories (13). Il comprend principalement une enveloppe extérieure en un matériau isolant réfractaire susceptible de fritter à l'intérieur du récipient métallurgique (8), et composé de particules inorganiques réfractaires noyées dans un liant, et un noyau lourd (6) destiné à donner au bouchon 1 une masse spécifique telle qu'il flotte sur le métal liquide (12) en s'enfonçant suffisamment dans le métal (12) pour boucher l'orifice (14) du trou de coulée (11) avant le passage des scories (13). Application à la coulée des métaux liquides.

Description

  • La présente invention concerne un bouchon de retenue des scories à l'intérieur d'un récipient métallurgique. Ce bouchon est destiné à obturer l'orifice de coulée du récipient à la fin de la coulée du métal liquide contenu dans ce récipient, mais avant le passage des scories par cet orifice.
  • L'invention concerne aussi un procédé pour la mise en oeuvre de ce bouchon.
  • On sait que, dans un récipient métallurgique contenant du métal liquide, tel qu'un convertisseur, un four, une poche de coulée, un répartiteur, il existe toujours une couche de scories qui surnage au-dessus du métal liquide. C'est un souci constant du métallurgiste, lors de la coulée du métal liquide, d'empêcher le passage des scories, susceptibles d'aller polluer le métal coulé. Pour éviter cette pollution, le métallurgiste bouche l'orifice de coulée avant le passage des scories.
  • Pour boucher l'orifice de coulée, on utilise actuellement une boule en matière plus dense que le métal liquide telle le cuivre dans le cas de l'acier liquide. Cette boule a un diamètre supérieur au diamètre intérieur de l'orifice de coulée. On la jette dans le récipient métallurgique à la fin de la couleé, et du fait de sa densité, elle s'enfonce dans le métal liquide, roule sur le fond du récipient et se place sur l'orifice de coulée en le bouchant. Une telle boule de cuivre est chère et d'utilisation délicate puisqu'il ne faut la jeter ni trop tôt, ce qui entraînerait une perte de métal, ni trop tard, ce qui laisserait passer de la scorie. Par ailleurs, l'utilisation d'une telle boule de cuivre entraîne un risque de pollution du métal liquide par le cuivre.
  • Pour éviter l'entraînement des scories à la fin de la vidange du convertisseur, de la poche ou du répartiteur de coulée, il a également été proposé des clapets d'obturation, des vannes à tiroir ainsi que des flotteurs massifs. Du fait de la variation géométrique du trou de coulée pendant les déversements successifs du métal liquide, ces flotteurs massifs dont le diamètre est constant, n'assurent pas des résultats convaincants quant à l'arrêt de l'écoulement des scories.
  • On utilise églament un bouchon en ciment réfractaire en forme d'entonnoir, prolongé par une tige métallique servant de guide à un tel bouchon. Ce bouchon est suspendu à l'extrémité recourbée en forme d'anneau ouvert d'un outil ; il est lâché au-dessus de l'orifice de coulée au moment jugé opportun pour aller obturer l'orifice de coulée. L'utilisation d'un tel bouchon est délicate et pénible car l'opérateur est obligé de se tenir très près du récipient métallurgique, de sorte qu'il est exposé à une chaleur très intense.
  • Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients des dispositifs connus et de proposer un bouchon de retenue des scories, efficace, peu onéreux et d'utilisation très simple, permettant de boucher l'orifice de coulée d'un récipinet métallurgique à la fin de la coulée du métal liquide contenu dans ce récipient avant le passage des scories, sans aucun risue de pollution du métal.
  • Suivant l'invention, ce bouchon est caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure réalisée en un matériau isolant thermique réfractaire susceptible de fritter à la température régnant dans le récipient et composé de particules inorganiques réfractaires noyées dans un liant, et un noyau lourd destiné à donner au bouchon une masse spécifique telle qu'il flotte sur le métal liquide mais en s'enfonçant suffisamment dans le métal pour boucher l'orifice de coulée à la fin de la coulée avant le passage des scories.
  • Le bouchon conforme à l'invention est entraîné automatiquement vers l'orifice de coulée par les courants engendrés dans le métal liquide, de sorte que l'utilisation de ce bouchon ne requiert aucun personnel à proximité du récipient métallurgique.
  • Du fait que les particules inorganiques frittent au contact du métal liquide, l'enveloppe extérieure du bouchon conforme à l'invention garde sa cohésion mécanique tout en étant légèrement malléable pendant toute la durée de son séjour dans le métal liquide. Etant donné que la masse spécifique de la matière composant cette enveloppe est inférieure à celle du métal liquide, cette matière flotte à la surface de celui-ci. Grâce au noyau lourd, il est possible de régler la profondeur d'immersion du bouchon dans le métal liquide et de déterminer la hauteur de métal liquide et de scorie qui subsistera au fond du récipient métallurgique lorsque le bouchon obturera l'orifice de coulée.
  • Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'envelope est constituée de deux demi-coquilles creuses sensiblement hémisphériques, assemblées à l'aide d'une colle réfractaire.
  • Ces demi-coquilles creuses peuvent être réalisées facilement par moulage et permettent la mise en place aisée du noyau lourd.
  • Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le matériau isolant dans lequel est réalisé l'enveloppe a une composition et une granulométrie telles que sa masse spécifique est comprise entre 0,5 et 2,9 kg/dm³. Cette masse spécifique est nettement inférieure à celle de l'acier liquide. On peut ainsi régler facilement au moyen du noyau lourd la profondeur d'immersion du bouchon dans l'acier liquide.
  • Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le noyau lourd est en métal et a la forme d'un cube ou d'un parallélépipède rectangle. Le noyau est de préférence disposé au centre du bouchon et des moyens supplémentaires de lestage sont avantageusement prévus dans l'une des demi-­coquilles pour abaisser le centre de gravité du bouchon.
  • Ainsi, on évite que le bouchon tourne autour de lui-­même sous l'effet de tourbillons engendrés dans le métal liquide.
  • Le procédé conforme à l'invention consiste à placer dans un récipient métallurgique contenant du métal liquide un bouchon du genre précité et dont la partie inférieure est immergée dans le bain de métal au-dessous du lit de scories.
  • D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
  • Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs :
    • - la figure 1 est une vue générale en perspective d'un mode de réalisation d'un bouchon conforme à l'invention,
    • - la figure 2 est une vue en coupe suivant un plan diamétral du bouchon de la figure 1,
    • - la figure 3 est une vue en coupe verticale axiale d'un convertisseur en position relevée à l'intérieur duquel on a introduit un bouchon conforme à l'invention,
    • - la figure 4 est une vue en coupe verticale axiale du convertisseur de la figure 3 en position partiellement basculée pour permettre la coulée du métal dans une poche de coulée,
    • - la figure 5 est une vue en coupe verticale axiale analogue à la figure 4 montrant le convertisseur en position complètement basculée en fin de coulée au moment où le bouchon vient obturer l'orifice de coulée.
  • Dans la réalisation représentée sur les figures 1 et 2, le bouchon sensiblement sphérique 1 comprend une enveloppe 2 constituée de deux demi-coquilles 3, 4, creuses, assemblées à l'aide d'une colle réfractaire 5, entourant un noyau lourd 6, par exemple en métal, ayant la forme d'un cube ou d'un parallélépipède rectangle de section carrée, et qui peut être un tronçon de billette.
  • Les deux demi-coquilles creuses 3, 4 sont réalisées en un matériau isolant thermique réfractaire, composé de particules inorganiques réfractaires, telles que de la silice, et/ou de l'alumine, et/ou de la magnésie, ..., et éventuellement des fibres organiques et/ou minérales, le tout aggloméré à l'aide d'un liant organique et/ou minéral et/ou synthétique, susceptibles de fritter à la température régnant dans le récipient métallurgique.
  • La composition du matériau et la granulométrie des constituants sont ajustées de manière que le frittage se produise dans le cas de la métallurgie de l'acier, entre 800°C et 1 500°C. La masse spécifique de ce matériau peut varier entre 0,5 et 2,9 kg/dm³ en fonction de la composition et de la granulométrie de ses constituants.
  • Le diamètre du bouchon 1 est adapté au diamètre de l'orifice de coulée du récipient métallurgique qui doit être obturé, compte tenu d'une usure possible du garnissage réfractaire qui entoure cet orifice de coulée.
  • Les dimensions et la nature du noyau 6 sont adaptées au diamètre et à la composition de l'enveloppe 2 de manière que la masse spécifique du bouchon 1 soit telle que celui-ci flotte sur le métal liquide en s'enfonçant suffisamment dans le métal pour boucher l'orifice du trou de coulée à la fin de la coulée avant le passage des scories dans celui-ci.
  • Ainsi, dans le cas de la métallurgie de l'acier, la masse spécifique du bouchon 1 est avantageusement comprise entre 3 et 6,5 kg/dm³, et est de préférence égale ou supérieure à 3,8 kg/dm³. Le noyau 6 est avantageusement réalisé en acier.
  • Il peut être avantageux de prévoir des moyens supplémentaires de lestage 7 dans la demi-coquille 4 de manière à abaisser le centre de gravité du bouchon 1 et à maintenir en permanence cette demi-coquille 4 en position basse. On peut empêcher ainsi le bouchon 1 de rouler sur lui-­même. Ces moyens supplémentaires de lestage 7 peuvent être avantageusement constitués par des tronçons de barres de métal, noyès dans la masse de la demi-coquille 4 ou au contraire, au moins pour une partie d'entre eux, soudés au noyau 6, par exemple à la face inférieure de celui-ci de manière à exercer un couple de rappel maximal. On maintient de la sorte en toute circonstance le plan d'assemblage des deux demi-coquilles 3, 4 en position horizontale.
  • Les figures 3, 4 et 5 représentent un convertisseur 8, comportant de manière connue une enveloppe extérieure en acier 9, un garnissage réfractaire 10, un trou de coulée 11 débouchant à l'intérieur du garnissage réfractaire 10 par un orifice de coulée 14.
  • Le convertisseur 8 est représenté sur la figure 3 en position relevée. Le convertisseur 8 contient du métal liquide 12 prêt à être coulé et surmonté par une couche de scories 13. Un bouchon 1 de retenue des scories 13, conforme à l'invention, a été introduit à l'intérieur du convertisseur et flotte sur le métal liquide 12 en s'enfonçant partiellement dans le métal.
  • Dès l'introduction du bouchon 1 à l'intérieur du convertisseur 8, du fait de la température ambiante, le matériau isolant situé à la périphérie des deux demi-sphères creuses 3, 4 commence à fritter. Ce frittage se poursuit à l'intérieur du bouchon 1 au fur et à mesure de l'augmentation de la température au sein du bouchon 1.
  • Grâce à ce frittage, la cohésion du matériau est maintenue, malgré la décomposition du liant. De plus, il a été constaté que le métal liquide ne mouille pas la surface du bouchon et les scories 13 ne se fixent pas sur celle-ci. De ce fait, le comportement du bouchon 1 jusqu'à la fin de la coulée ne risque pas d'être perturbé par des adhérences indésirables de métal ou de scories susceptibles de modifier la profondeur d'immersion du bouchon.
  • Pour couler le métal liquide 12 du convertisseur 8 dans un second récipient métallurgique constitué dans l'exemple de la figure 4 par une poche de coulée 15, on bascule le convertisseur 8 de manière connue selon la flèche de façon que le métal liquide 12 s'écoule à travers le trou de coulée 11 dans la poche de coulée 15 comme représenté sur la figure 4.
  • Le niveau supérieur 16 du métal est toujours maintenu nettement au-dessus du niveau de l'orifice de coulée 14. Le bouchon 1 flotte sur le métal liquide 12 en s'enfonçant légèrement dans le métal si bien que la partie inférieure de la coquille 4 est au-dessous du niveau supérieur 16 du métal.
  • A la fin de la coulée du métal liquide 12, le convertisseur 8 étant dans la position complètement basculée représentée sur la figure 5, le niveau supérieur 16 du métal liquide 12 est toujours situé au-dessus du niveau de l'orifice de coulée 14. par contre, le bouchon 1, partiellement entraîné par le métal 12 s'écoulant par le trou de coulée 11, est en permanence resté en position au-dessus de l'orifice de coulée 14. A un certain moment, la coquille 4 dont la partie basse est au-dessus du lit de scories 13 vient obtuere l'orifice de coulée 14 et arrêter l'écoulement du métal 12 peu avant le passage des scories 13.
  • Il est important de donner au bouchon 1 une masse spécifique et un diamètre appropriés à la géométrie du convertisseur, à celle de l'orifice de coulée et aussi à l'épaisseur présumée de la couche de scories pour que, lors de l'obturation de l'orifice de coulée 14 par la coquille 4, non seulement aucune scorie ne puisse passer, mais aussi qu'il reste dans le convertisseur la quantité de métal 12 juste suffisante pour assurer le bouchage automatique.
  • La structure composite du bouchon 1 prévue par l'invention permet de répondre aisément à un tel cahier des charges.
  • Ainsi, on a prévu de réaliser, pour un diamètre intérieur de trou de coulée de 200 mm, un bouchon sphérique 1 de diamètre égal à 235 mm contenant un noyau 6 en acier en forme de parallélépipède rectangle de hauteur 160 mm et de section carrée de 130 mm de côté, de masse 19,5 kg, les deux demi-coquilles hémisphériques 3, 4 étant réalisées à la presse ou par filtration accélérée par pression ou par dépression à l'aide d'un matériau tel que décrit ci-dessus de masse spécifique d'environ 1,6 kg/dm³ soit une masse de 6,5 kg pour un volume de 4 dm³ environ, la demi-coquille inférieure 4 étant de plus lestée au moyen de tronçons 7 d'une barre d'acier de diamètre 25 mm représentant une longueur totale de 130 mm et une masse totale de 0,5 kg. L'un au moins de ces tronçons peut être soudé à la face inférieure du noyau 6.
  • Le bouchon ainsi réalisé a une masse de 26,5 kg pour un volume total de 6,8 dm³, soit une masse spécifique d'environ 3,8 kg/dm³.
  • L'utilisation du bouchon conforme à l'invention est particulièrement commode. En effet, il suffit de le jeter dans le récipient métallurgique et il ne nécessite ensuite aucune le récipient métallurgique et il ne nécessite ensuite aucune surveillance donc aucune présence permanente de personnel à proximité du récipient métallurgique exposé à une chaleur intense et pénible.
  • La matière du bouchon a un certain taux de frittage. Elle fritte donc à partir de sa surface et devient donc réfractaire en surface, mais non en son coeur. Après usage, le bouchon se désagrège et ne gêne donc pas la suite des opérations.
  • Bien entendu, l'utilisation du bouchon conforme à l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit. Un tel bouchon peut être utilisé évidemment dans les récipients métallurgiques autres que les convertisseurs tels que les poches de coulée et les répartiteurs de coulée continue. Un tel bouchon peut également être utilisé dans la métallurgie des métaux autres que l'acier, tels que l'aluminium, le cuivre et leurs alliages, la masse spécifique du bouchon étant dans ce cas adaptée à celle du métal liquide considéré, et la composition du matériau isolant de l'enveloppe et la nature des constituants étant adaptées pour que le frittage intervienne à une température sensiblement inférieure aux températures régnant à l'intérieur des récipients métallurgiques concernés.
  • De même, la forme et la composition du noyau 6 et des moyens supplémentaires de lestage 7 peuvent être modifiées sans sortir du domaine de la présente invention. On peut en particulier excentrer le noyau 6 par rapport au centre du bouchon, ce qui élimine la nécessité de moyens supplémentaires de lestage 7. Les coquilles 3 et 4 peuvent également présenter des formes différentes et/ou des volumes inégaux. On peut également utiliser des tronçons 7 de barre de section carrée ou rectangulaire et non plus ronde, ou utiliser pour la demi-­coquille inférieure 4 un matériau composé de particules inorganiques plus denses que celles de la demi-coquille supérieure 3 ou au contraire avoir une demi-coquille supérieure plus dense que l'inférieure.
  • Le procédé de fabrication par filtration accélérée permet si on le désire, de fabriquer le bouchon d'une seule pièce tout en incorporant au préalable la masse de lestage à l'intérieur du moule.
  • Le procédé de fabrication par filtration accélérée des boues devant constituer le bouchon permet également de fabriquer avec un évidement sensiblement central en y incorporant un produit du type "cire dure" employé en fonderie, ou à l'aide d'un élément en polystyrène, par exemple sur lequel on coulera en aciérie de l'acier liquide afin de lester sur place et à bon compte ledit bouchon.

Claims (11)

1. Bouchon (1) de retenue des scories (13) à l'intérieur d'un récipient métallurgique (8), destiné à boucher automatiquement l'orifice (14) de coulée du récipient (8) à la fin de la coulée du métal liquide (12) contenu dans ce récipient (8) avant le pasage des scories (13) surnageant au-dessus du métal liquide (12), caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure (2) sensiblement sphérique, réalisée en un matériau isolant thermique réfractaire susceptible de fritter aux températures régnant dans le récipient (8) et composé de particules inorganiques réfractaires noyées dans un liant, et un noyau lourd (6) destiné à donner au bouchon (1) une masse spécifique telle qu'il flotte sur le métal liquide (12) en s'enfonçant suffisamment dans le métal (12) pour boucher l'orifice (14) de coulée à la fin de la coulée avant le passage des scories (13).
2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) est constituée de deux demi-coquilles creuses sensiblement de révolution, et notamment hémisphériques (3, 4), assemblées à l'aide d'une colle réfractaire (5).
3. Bouchon selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau isolant dans lequel est réalisée l'enveloppe (2) a une composition et une granulométrie telles que se masse spécifique est sensiblement comprise entre 0,5 et 2,9 kg/dm³.
4. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau lourd (6) est en métal et a la forme d'un cube ou d'un parallélépipède.
5. Bouchon selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau (6) est disposé au centre du bouchon (1) et que des moyens supplémentaires de lestage (7) sont prévus dans l'une (4) des demi-coquilles (3, 4) pour abaisser le centre de gravité du bouchon (1).
6. Bouchon selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens supplémentaires de lestage (7) sont constituées par un ou plusieurs tronçons de barre de métal.
7. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, utilisable dans les récipients métallurgiques renfermant de l'acier liquide, caractérisé en ce que la mase spécifique du bouchon (1) est comprise entre 3 et 6,5 kg/dm³ et en ce que le matériau isolant constituant l'enveloppe (2) a une composition telle que le frittage se produit entre 800°C et 1500°C.
8. Bouchon selon la revendication 7, caractérisé en ce que la masse spécifique du bouchon (1) est sensiblement égale à 3,8 kg/dm³.
9. Procédé pour l'obturation en fin de coulée d'un récipient métallurgique contenant du métal liquide surmonté par des scories, consistant à placer dans ledit récipient un bouchon flottant conforme à l'une des revendications 1 à 8 et dont la partie la plus basse est immergée dans le bain de métal au-dessous du lit des scories.
10. Procédé de fabrication d'un bouchon selon l'une des revendications 1 à 8, consistant à le réaliser en un ou plusieurs éléments soit par pressage, soit par filtration accélérée par pression et/ou dépression des boues le composant.
11. Procédé de fabrication d'un bouchon selon la revendication 10, consistant à incorporer la ou les masses de lestage pendant ou après sa réalisation, sous forme d'un solide et/ou d'un liquide.
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